台湾氢能燃料电池产业之发展 doctor
刘大成++阎桂兰
燃料电池是一种直接将燃料经由电化学反应而发电的装置，其燃料包括氢气、甲醇、乙醇、天然气甚至汽油。而氢因为能量密度高，来源多元化，所以适合用于燃料电池。氢能源即为利用燃料电池装置使化学能变成电能，其应用涵盖分散型发电系统、运输载具与便携式3C（电脑、通信、消费）产品。目前全球燃料电池产品尚处于市场进入阶段，欧美发达国家政府通过购销补助、减税或电价采购费率优惠等政策辅导，以期加速扩大应用，降低售价。
氢能与燃料电池产业发展概述
根据国际燃料电池产业Fuel Cell Today杂志2013年发布的产业报告，全球燃料电池市场总规模持续增长，装置容量当年达到约176兆瓦，其中以定置型发电应用市场最大，占当年度装置容量128兆瓦，且连续5年增长，而在日本发生311震灾后，定置型发电市场更较2012年增长近50%，其中日本2013年度售出约7万台家用燃料电池热电共生系统，同期间商用大型发电机组装置容量平均有约70%增长，无线通讯基地台与中继站也继续导入燃料电池备用电力系统，且燃料电池电动拖板车在北美地区已进入大型商场。
台湾自产能源有限，但能源密集度偏高，为提升能源使用效率、减少温室气体排放及降低空气污染，且氢能具有来源多元（尤其是可再生能源）可提升岛内长期能源安全特性，所以氢能与燃料电池成为岛内新能源技术开发重点项目之一。随着国际燃料电池应用市场逐渐展开，为落实技术产业化以争取绿色经济商机，台当局将氢能与燃料电池纳入“绿色能源产业旭升方案”重点发展产业，自2009年起针对岛内设置燃料电池发电系统示范运转给予补助，以期台湾成为国际燃料电池市场供应链重要一环。
根据台当局能源管理部门的统计，2012年岛内燃料电池发电系统示范运转装置容量已达0.52兆瓦，以电信基地台备用电力与两轮电动代步车应用项目为主，同时也涵盖电动堆高机（也称叉车）、城市观光游艇、移动式电源等应用，得到实际使用验证并提升产品可靠度，2013年另有0.19兆瓦准燃料电池产品加入示范运转，希望开启商品化导入契机。
燃料电池发展趋势主要为轻薄化、低成本、寿命长、高效率。轻薄化主要是应用在便携式3C产品，由于燃料电池成本仍高，低成本且寿命长才能提升市场竞争力，而燃料电池最大市场为车辆应用，因此国际车厂皆致力于高容量储氢容器开发、燃料电池耐久性及单位能量密度提升。
目前岛内氢能与燃料电池产业规模不大（见图2），企业以开发燃料电池系统厂商居多，燃料电池零件材料则以研发双极板厂商较多。受限于海外专利箝制与自有技术能力不足，膜电极组、气体扩散层、质子交换膜等核心关键材料与组件虽有厂商投入开发，但尚未达商业化量产程度，仍需依赖进口，导致产品成本居高不下。
台当局正在协助岛内企业建立关键材料自主技术与系统整合能力，包括复合碳板、电池组、天然气重组器、固态化学储氢与微型燃料电池等项目，以强化岛内厂商研发能力，并成立周边组件开发联盟，使周边组件能朝供应本土化及降低成本为目标。岛内氢能与燃料电池产业产值目前较小，2013年约新台币35亿元，台当局正在通过示范运转、测试验证与标准制定、政策型企业科专及能专等计划以扶植产业发展。
为扩大岛内氢能与燃料电池产品应用实绩与规模，进一步验证产品的可靠度与寿命，自2009年起，台当局能源管理部门推动“31号燃料电池示范运转补助计划”，补助企业自行开发产品，并提供示范验证机会，以加速利基产品开发与市场导入，至2013年12月为止，累计投入新台币3.75亿元，辅导23家厂商48件示范项目，开展对长效型发电机、UPS/备用电力、摩托车、电动观光船与堆高机等产品进行长期示范验证，厂商自行投入经费达新台币4.5亿元以上，共建成712千瓦燃料电池示范系统。
发展策略与方向
岛内机电产品整合与制造能力强，具备零组件供应工业基础，有利降低成本，加上燃料电池产业链皆有厂商布局，形成发展氢能与燃料电池产业有利条件。不过目前相关企业对关键材料、元件与周边组件技术自主程度有待提升，产品可靠度、效率与寿命亟待更多的实绩验证，产品标准尚未建立完备，仍需台当局协助厂商强化关键元件自主能力，以降低制造成本，并以示范补助提供企业建立实绩机会，才能带动氢能与燃料电池产业发展，其相关推动策略如下：
发展质子交换膜燃料电池的膜电极组、气体扩散层、双极板与运转辅助系统等关键零组件研制能力，强化岛内产业链与供应能力，并协助企业切入国际供应链。另外着重研发低加湿膜电极组、助效重组电热共生系统、高温质子交换膜燃料电池系统、家用冷热电共生发电系统等次世代关键技术，尽快拥有自主专利，达到与国际产品差异化，提高岛内产品竞争力。
目前岛内产品标准尚未制定完备，缺乏规范，形成使用上不确定因素，终端应用市场不敢贸然采用，使得产品推广不易。推动相关性能与安规检验标准及认证制度，并建立国家级燃料电池检测与验证中心，可增加潜在使用者信赖程度，以加速商品化开发时程。
岛内氢能与燃料电池产业发展尚未进入增长期，仍需以扩大内需促进产业发展，藉由持续推动岛内示范补助，带动上、中、下游产业链整合，以缩短商品化时程。下阶段产品示范验证，将引导岛内生产及应用厂商建立合作关系，建立商品化模式。特别在备用电源与移动辅助电力领域，协助岛内系统大厂与电信企业结盟，通过对终端使用者的补助，使早期市场产品导入。此外，逐步发展氢能交通载具，藉以扩大市场与产业规模。
按照台当局“绿色能源产业旭升方案”的规划，未来台湾科研机构和相关企业的首要发展重点以定置型燃料电池应用产品为主。有关三大类燃料电池应用类别（定置型、运输动力及便携式燃料电池）差异，应朝向先定置型而后运输动力顺序发展，主要着眼于定置型燃料电池系统具备以下特性：（1）无需额外考虑载具问题，即定置型系统产品直接以电力做为产出供应其他设备使用，本身并无载具问题，成本压力相对较小，也较无与其他设备整合问题；（2）容易掌握燃料后勤规划，虽然现阶段各种氢燃料供应基础建设皆在萌芽阶段，但对于定置型系统产品而言，定点燃料补给方式有助于降低后勤规划困难度；（3）与替代产品的竞争优势：定置型系统产品两项主要替代产品为发电机（以柴油发电机为主）与二次电池（以铅酸电池为主），虽然目前与这两种非常成熟产品相比下仍有相当价差，但由于燃料电池也同时具备这两种替代产品所欠缺产品特性，容易因此找出独特市场区隔，建立燃料电池所属利基市场，避免直接在售价上竞争。
由于燃料电池兼顾能源安全、经济发展与环境保护三大效应，国际市场上手机基地台的备用电力此一利基市场已在各种定置型系统产品中脱颖而出，另外住商用热电共生系统（CHP）也是推动中定置型燃料电池系统产品。以日本为例，每年都有一定数量具体案例。这类产品往往与重组器互相搭配，采取“当地产氢、即产即用”模式运作，虽然需要同时整合两组系统运作，但是却能大幅降低发电成本，克服氢燃料输送与储存两大课题。而在热带或亚热带地区，则可以发展整合高温质子交换膜燃料电池与储氢吸附制冷家用冷热电共生系统，以分散式能源技术满足舒适空调与提升安全需求。
燃料电池作为电动车动力，未来也有很大市场潜力。国际能源署早已将燃料电池视为减缓交通部门温室气体排放量的最佳解决方案之一，燃料电池车行驶里程数也非现有电动车所能比较。此外，世界知名品牌车厂在燃料电池领域的专利布局，已透露出运输动力市场潜力，各家企业也都预计在2015年推出相当规模的燃料电池车车队。以日本、德国为例，公共部门已着手兴建氢能高速公路所需基础设施，一旦氢燃料供应问题获得解决，燃料电池车正式商业化运转时间点将指日可待。
以现有市电价格与汽柴油价格做为比较基础，燃料电池每发1度电成本远高于市电价格，而每行驶1公里的氢燃料价格对比汽柴油价格就相对显得具有竞争优势。
台湾岛内有数以千万计摩托车，岛内摩托车产业不但技术成熟且各项供应链也都相当完整，如能顺利将燃料电池摩托车正式导入商业运作并解决氢燃料供给，对交通将带来可观减碳效果。
以燃料电池为动力的仓储搬运设备（含堆高机）具有广泛运用范围，充氢所需时间与空间都更为经济，也不会因为电量下滑导致操作电压不足，对环境影响小于传统铅酸电池，更没有在厂房内排放有毒废气等多项优点。如能配合台当局所提供诱因，燃料电池堆高机市场可望能迅速增长。美国甚至已经有企业配合政府补助采购一批燃料电池堆高机后，仍愿意在无后续补助条件下追加订单案例。
目前国际市场上，由于基础建设还未能完全支持运输动力燃料电池应用，而检视岛内在各种运输动力载具的产销能力，不难发现摩托车与仓储搬运设备的发展潜力远大于一般轻型车辆，未来也将先考虑朝向非道路用车（高尔夫球车、残障用车）或船舶动力领域发展。
此外，便携式3C产品市场庞大，其燃料电池产品发展潜力还有待观察。相比于定置型与运输动力燃料电池系统可望在短期内正式导入商业运作，便携式产品前景则有较多变数有待克服。便携式产品相比于既有替代产品（如传统电池或锂电池）虽然具有供电时数较长优势，但是在成本与操作便利上则居于劣势；尽管不乏家电或3C企业持续关注搭配燃料电池可行性，短时间内仍需尽快与某一量产商品完成整合，并突显优异产品性能，才能让此一应用类别前景更加明朗。
标准检验与国际接轨为当务之急
如何让使用者愿意购买燃料电池，除了符合经济效益之外，有些非经济因素考量其实更具有影响力，即必须做到让使用者对燃料电池系统产品“买得安心、用得放心”，拓展市场才能收到事半功倍之效。
提升使用端信心的做法有很多种，其中之一就是通过公正的第三方检测单位核发认证标章；更重要的是，岛内燃料电池企业应着眼为全球化国际市场，仅取得岛内认证标章对于外销业务帮助有限，如果能够直接根据国际共通标准设立测试实验室，再与主要跨国认证机关如UL、TüV交互授权，将岛内自主商品检验能力与国际标准接轨，可以大幅降低岛内企业将系统产品送往海外取得标章的费用。
另一种提升使用者信心的做法是为消费者投保，协助岛内燃料电池企业建立产业公会，并以公会形式集体投保，就能兼顾分散风险与降低保费两项目标，而健全标准检验机制并提供认证标章作法，更有助于提高保险公司受理意愿。
因此，在厘清岛内燃料电池系统产品应聚焦在利基市场加强推广的同时，也应相对建立起燃料电池系统产品检验与认证机制、提高产品资讯透明度，消除使用者购买决策时对于非经济因素顾虑，才能真正让燃料电池在利基市场中发挥优势。
过去示范验证补助目的在于制造生产出市场上可用产品，在形式上，以单一计划为主，往年补助案基本上根据申请计划装置容量规模，代入计算公式后再参照当年度预算额度设算出各案的补助金额，其中无法反应燃料电池系统或零组件成本下滑调整空间，也无法引用国际市场行情检视申请计划经费编列有无竞争力。
为协助岛内企业完成与国际市场接轨工作，台当局示范奖励措施正在逐渐朝向具有成本优势岛内企业为前提，以量产为目标，并参考燃料电池国际市场有效成本做为补助经费的核算依据，并采补助金额逐年渐退的模式，为将来全球化竞争市场预作准备。
产业技术发展指标与时程
有关岛内外氢能与燃料电池技术发展指标，详见表1。
氢能源生产技术
在分离助效式重组产氢技术上，重点为开发长寿命高稳定反应器及低成本钯与非钯透氢薄膜。2012年完成搭配氢能示范站的实验型天然气重组供氢设备，2013年则开始引入液化石油气重组技术，扩大应用层面，预计2020年推出商业化系统。分散式水电解产氢技术，2015年建立小型示范系统，2020年完成高效率电解系统开发，长程目标则结合高温热化学产氢。生物质能产氢，包括生物质燃料电浆重组技术及生物质废水微生物产氢，预计2015年完成多元物料电浆产氢验证，并投入商业型系统开发，2020年完成产业废水与废弃物回收能源化技术，并进行商业推广规模。太阳光电化学直接产氢，现阶段到2015年投入太阳能产氢的基础研究，重点在可见光催化保护层开发，2025年后开发光催化量产制程。未来台湾氢气生产技术发展历程如表2所示。
氢能源固态储存技术
安全储存和运输为氢能利用关键，相比于气态压缩储氢以及低温液态储氢而言，固态储氢技术利用材料特性进行氢气储存，体积储氢容量大，不需高压及隔热容器，具备储存及运输上的安全性。预计在2015年内完成可逆储放氢材料开发与系统制作，逐步落实氢能产业发展。
各式固态储氢应用系统最大障碍，在于材料储氢性能尚未大幅突破、储氢系统可靠度与耐用性不佳。因此，短程研发重点在于材料性能突破与储氢系统开发；中长程应用则将开发出固态储氢系统落实于应用端整合。未来台湾固态储氢技术发展历程图如表3所示。
质子交换膜燃料电池技术
近年来国际定置型系统发展皆已先后完成部分示范验证成果，显示质子交换膜燃料电池技术成熟度及未来潜力应用市场。表4为未来台湾质子交换膜燃料电池发展时程规划，短程（至2015年）为属于市场导入期，藉由建立燃料电池自动化组装技术，提升电池可靠度与量产能力，加上关键组件技术自主及性能提升，进一步降低燃料电池生产成本；预计2015年可提升燃料电池操作温度>120℃，除可提升热回收效率外，可大幅简化燃料电池系统与重组器系统设计，在达成降低燃料电池成本效应方面将更为显著。中程（至2020年）将逐步扩大社会实证工作规模，除持续提升产品可靠度与耐久性能验证之外，建立燃料电池产品定位，并提升社会大众接受度与使用信心，预估在2025年（长程）在备用电力与家用系统将可进入普及推广应用阶段。同时，由于燃料电池商品普及与技术成熟，岛内氢能与燃料电池将广泛应用于移动载具交通动力市场。
岛内氢能源生产技术发展现况与成果
由于地球自然界氢气相当稀少，因此需要倚赖人工生产技术获得氢气。目前氢气来源主要包含下列几项：化石原料重组、煤炭气化、工业副产物、水电解。
较新产氢方式尚包括光催化水分解、生物质物裂解、微生物发酵、高温水裂解等。由于先进产氢技术发展限制，先进产氢技术欲达到大型商业化规模仍有相当长距离，因此在未来20～30年内，氢气产生预期仍将由化石原料重组（主要是天然气）与煤炭气化等传统技术主导。由于台湾属能源进口地区，在化石原料的取得非完全自主决定之下，提升现有产氢技术生产效率（或能源效率），同时发展多样化再生能源产氢技术，对于台湾而言为最具经济、节能与环保效益做法。
以下分别说明目前岛内几项发展中的氢气生产技术：
分离助效式重组产氢
所谓分离助效，是指将反应特定产物，在反应进行过程中自程序里移除，使该反应化学平衡遭破坏而持续朝产物方向移动，因而提升反应转化率。目前工业上以天然气为主化石原料重组程序，操作温度多在750℃以上始能获得较高转化率，重组反应后气氛再经水移转化反应将一氧化碳转化为二氧化碳，同时产生更多氢气，最后进入变压吸附塔内将各成份气体分离而可获得高纯度氢气（99%以上）。
重组技术已相当成熟，但由于程序中牵涉到氢气分离与纯化，因此氢气分离膜在当中有很好应用机会。将纯钯或钯合金膜为主氢气分离膜结合重组器，可迅速将氢气自重组反应中移除，不但能在相对低的温度（<600℃）下即获得接近100%转化率，也因钯膜对氢气具专一性过滤特性，故能即时获得高纯度氢气，等于节省了传统重组系统后段纯化程序。
薄膜重组技术在实际应用上有几个层面需加以克服或改良：（1）滤氢薄膜在400℃以上易有性能逐渐衰退现象，与重组反应温度有很大落差，在同时考量两部分特性之下，重组器设计有其难度；（2）钯金属成本高，但期望降低薄膜厚度以减少钯用量时，必须考虑其过滤性能与机械强度可能会较差，不利长期使用，故必须提升薄膜与基材间贴附性；（3）薄膜分离必须在有压力的条件下才能发挥性能，然而压力来自需耗能加压系统，因此应设法提升氢气通量以相对减少压力需求，然此同时也必须兼顾氢气过滤能力。
水电解产氢技术
电解水产氢目前技术瓶颈受限于电力来源与电解效率等条件，而现有商业化技术中其所具有的市场价值不高，由于近年来因其技术可搭配可再生能源使用，如太阳能与风力发电，因此其产氢市占比例有逐年上升趋势；综观而言，电解技术仍有许多问题有待解决，因此目前大部分研究，主要针对其系统电解效率提升与降低电极材料成本，如是使用较便宜非贵重金属电极材料开发，添加催化剂以降低系统所需花费电力，或是采用中性电解质，以改善传统所使用碱性电解质造成的设备腐蚀性问题等。
目前商业化硅基太阳光电转换效率电池可达17%～23%，实验室中电池可达24%以上，太阳光电模组效率可达15%以上。在电解技术方面，目前传统碱性电解器其效率可达47%～82%低位热值（简称LHV），其产生1立方米的氢气则需要5.34度电，使用电解水产氢方式，其电解效率可达48%～65%低位热值，而生成1立方米的氢气则需要6.23度电。如使用改良后的电极及隔膜材料，碱性电解器效率有机会可提升到80%～85%。依此估计，现行商业化生产水准太阳光电搭配电解水技术可达到效率为10%左右。
太阳光催化产氢
现行以太阳光电搭配电解技术产氢，每公斤氢气生产成本大于10美元，远超过美国能源部的产氢目标；若采用太阳光电化学产氢技术，当产氢转化效率可达10%时，即与现行太阳能结合电解技术效率相当，预估其每公斤氢气的生产成本可以大幅降至2至4美元，极具发展潜力。
太阳能产氢的技术大致上可粗分成两种形式，其一为光电化学产氢技术，此类产氢方式主要是以光催化制备成产氢还原电极材料，并搭配产氧的电极材料，而中间则使用隔离膜以分开所产生的氢气与氧气，如同一般常见的电解水形式，分别于阳极与阴极产生氢气与氧气，此方式的优点在于可藉由提供偏压增加水分解的能量。
另一方法为光催化反应产氢技术，即光催化反应为所有水分解过程中的氧化还原反应均发生于光催化材料表面上，其机制与原理为：光催化在吸收大于本身材料能隙值的光子能量后会产生电子-空穴对；光激发载子分离且扩散至催化表面；光激发产生的电子、空穴在表面分别产生氢气与氧气。
在此运作机制下，光催化应满足3个要求：高稳定性，足够能阶差距（1.6～2.2电子伏），能阶必须与水氧化还原电位匹配，即催化导带能阶高过还原反应（氢离子反应产生氢气）电位，价带能阶须低于氧化反应（水反应产生氧气与氢离子）电位。已知符合要求光催化并不多见，因此新概念设计为利用双槽式光反应器，结合太阳光电池与光催化，以提升电子或降低空穴的氧化还原电位，达到水分解产氢的目的。
目前台湾已开发的光催化材料中，大部分为紫外光光催化材料。在日光光谱中，仅有少量的紫外光存在，大部分能量皆属可见光范围，因此开发此范围内材料为现阶段光催化产氢技术研发重点。
氢能源固态储存技术发展现况与成果
吸附式固态储氢技术
吸附式储氢材料系藉由材料本身孔隙与具有高比表面积，进行氢气的吸附储存，优势在于储氢容量大、室温条件下即能稳定放氢。目前技术瓶颈在于氢气吸附温度太低（77K）以及室温的储氢量不高。为提升储氢材料应用竞争性，岛内已投入各式多孔碳基材合成与开发，并藉由表面改质与催化剂添加手法提升其储氢性能。
目前台湾吸附式固态储氢技术重要研发成果包括：已开发出低成本的高比表面积吸附材料制备技术，合成出比表面积>1000平方米/克的多孔碳材料，藉由表面处理对碳材料表面进行官能基改质，使碳材料表面可以顺利合成催化，并在室温下进行储放氢反应；已开发出具有纳米尺寸活性金属催化剂制备技术，并通过物理与化学性制程将纳米催化剂披覆于多孔碳基材表面，藉由催化剂催化与氢溢流机制提高吸附碳材储氢温度（由77K提升至室温）与储氢量，实际量测显示，使用催化剂披覆后多孔碳材可在室温测量下，其储氢量由原0.8wt%提升至1.9wt%。
固态金属储氢技术
金属或合金可藉由形成氢化物方式来达到储氢目的，目前技术瓶颈在于具有高储氢量的合金储放温度过高，而可在低温/室温储放的氢合金却不具备高储氢量。故此一储氢技术倾向应用于定置型储氢系统及热泵系统应用。技术研发重点则是着重于储氢动力速度提升。岛内专利技术以纳米化制程突破镁系金属储氢材料在吸放温度、吸氢量及吸氢速率上的限制。
目前固态金属储氢技术重要研发成果包括：藉由碳纳米管研磨技术，使镁基合金于较短的制程时间内达到最佳纳米化效果。此一纳米化结构，促使镁系纳米复合材料吸氢量在60秒内可以达到材料吸氢总量的95%以上，而在150℃吸氢温度下可以吸氢达到6.0wt%；已开发出将各种催化均匀分散于镁基材料载体上的制程方法，藉由Nb2O3催化剂添加，使镁系合金材料的吸氢温度降至室温，储氢量>4wt%；通过铁、钛、镍等活性催化剂的添加与披覆，可促使镁合金放氢温度由370℃降低至140℃，储放氢量>4wt%。
质子交换膜燃料电池发展现况与成果
岛内科研机构在台当局燃料电池示范运行补助计划带动下，正积极全力开展质子交换膜燃料电池（PEMFC）利基产品与核心关键元件的技术自主研发，已促成氢能与燃料电池产业由实验室阶段进展至系统产品应用验证进程，并开创及带动岛内燃料电池企业投入电信基地台备用电源、定置型发电机、两轮摩托车、四轮运具、物流中心推高机、车用辅助电源与船舶动力等各种新应用；同时也活络岛内产业对氢能与燃料电池生产投资与策略联盟活动，岛内不但陆续衍生出许多大型企业新创事业或新创公司，而在氢能燃料电池上中下游产业链的水平分工与垂直整合，也已获致良好成效。
在燃料电池技术研发成果上，可以由下列几个方面来说明。
膜电极组：2013年度导入量产型生产设备，除提高催化混合及分散的稳定性外，并利用量产型片状基板涂布机与膜电极组热压转印机台，建立岛内膜电极组的自制量产能力，催化层涂布面积为25厘米×40厘米，制作膜电极组活性面积达256平方厘米（16厘米×16厘米）。
金属双极板：使用316L耐酸碱不锈钢板作为金属基材，辅助以高温或是酸洗调控基板铬/铁表面成份比，进行表面薄型石墨化处理，得到导电度达150S/厘米以上，腐蚀电流为0.93微安/平方厘米，完成不锈钢抗蚀膜层制作，并以定电流10A放电进行单电池长期测试，测试时间已超过1500小时，电压衰退率<1.5%。
燃料电池组设计与系统整合技术：完成高电力密度电池组技术开发，燃料电池性能达1000毫安/厘米，体积与重量功率密度则分别达1616瓦/升与1634瓦/千克。
燃料电池热电共生系统效率提升：主要为通过热交换器设计改良与热回收控制参数调整完成，目前系统热回收效率为47.7%，加上系统的净发电效率30.6%，系统热电共生总能源使用效率可达78.3%，长期耐久性运转测试累计共进行14，000小时，运转过程中系统无任何异常停机纪录，耐久性能已明显获得改善。
燃料电池检测验证平台：完成检测验证平台认证规划、品质系统和仪校系统，通过TAF台湾认证基金会的测试实验室认证，通过TAF所认证的实验室所出具的报告，可于iLAC-MRA国际实验室体系的签约国家及组织直接接受。
燃料电池示范验证
燃料电池属国际前瞻能源技术，也为少数在国际市场萌芽阶段即有岛内厂商积极投入的绿能产业。为协助企业将实验室技术导入市场，掌握燃料电池市场商机，台当局经济管理部门自2009年开始推动“燃料电池示范运转补助作业”，目的是辅导企业进行燃料电池产品的示范运转及验证测试，带动上、中、下游产业链整合，引导岛内生产及应用厂商建立合作关系，建立应用产品的商业模式，加速商品化时程；同时在产品品质上再求精进，制造成本再求突破，以实现打开岛内外燃料电池市场目标。
自台当局经济管理部门启动“燃料电池示范运转补助作业”后，已与18家企业签约，开展37项示范运转项目建设，计划经费总计超过新台币7亿元，其中补助预算超过新台币3亿元；各项计划内容包括电信用备用电力、轻型运输工具动力、可再生能源整合系统、较大功率发电设备等各种应用形式，让岛内投入氢能与燃料电池产业企业，有一个实际将研发成果转化为商品化的渠道，进而验证岛内企业的技术能力。
统计历年示范运转燃料电池系统建设情况，主要应用分为三类，包括：定置发电、移动设备及运输动力等（如表5所述），而示范运转区域分布于北、中、南等三区域。进一步分析各年度所有厂商示范计划执行成果，包括累积发电量、累计运转里程、运转累积小时数、积耗氢量等，如表6所示。
从现阶段补助作业成果及示范系统运转成效来看，台湾虽为世界上少数对燃料电池产业，提供具体补助政策和开展示范运转实证的地区，未来如欲促使燃料电池产业及早市场化与产品更具国际竞争力，除需要更进一步大规模进行验证外，尚需制定市场化过程相关产业辅导配套措施，辅导厂商能全力发展产品技术。
目前台湾便利商店已经将便携式燃料电池系统实际导入于公路新设立的服务站，针对使用服务站的民众，提供低碳节能的燃料电池技术用于免费充电，以实际将绿能技术推广至民众一般生活体验。
这些便利商店斥资千万元新台币与研究机构合作设置智慧节能公路服务区，导入各项节能建材及省能装置，每月估计可节电11，650度，节省电费近新台币3.5万元，相当于减少约6.2吨二氧化碳气体排放量，预期每年将可减少排放74.4吨的二氧化碳，相当于种植约1万棵树的环保效益。
此外，服务区也导入可再生能源应用，包括商场户外走廊设太阳能板，提供灯具电力来源，室内提供岛内首座200瓦不用市电的燃料电池全家便利商店充电站，随时方便过路民众手机和平板电脑充电。民众可通过服务区内设立的多媒体互动看板和区内海报说明，进一步了解服务区绿色能源运用等相关资讯，也具有环保教育的功能。
现今便携式电子产品功能强大，其电源续航力的需求是极大挑战。化学储氢材料具有高能量密度潜力（能量密度≧1千瓦时/千克、1千瓦时/升），且质子交换膜燃料电池技术逐渐成熟，因此使用化学储氢材料和质子交换膜燃料电池于微型电子产品电源可克服续航力问题。再者，因为化学储氢材料与水在适当催化下就会释放出氢气，所以使用在微型电子产品的电源产品上更有其便利性。
未来展望
目前台湾岛内氢能与燃料电池产业已初具规模，但实际应用度仍较低，须加强整体产业发展，提高争取量产订单与合作机会，以拓展国际市场。台当局已制定相关计划，将利用金门、澎湖建设“低碳岛”或“两岸搭桥”等大型计划来推动示范；推动两岸标准及产业合作，争取大陆手机基地台备用电源等燃料电池市场，促成岛内系统厂与海外大厂结盟，抢攻国际市场。
岛内氢能与燃料电池产业须先由利基市场切入，并聚焦于关键零组件技术研发，以降低成本，同时藉由示范运转与标准验证平台建立，继续推动产业。未来若能朝向备用电力与热电共生等早期市场为主力推动方向，并完成关键零组件与运转辅助组件的自主技术，发展自动化量产技术以降低成本，将可成为具国际竞争力的产业。预期2015年台湾质子交换膜燃料电池关键技术将可完全自主，并建立关键元件与系统应用产业；未来将可藉由热电共生系统应用于分散式现场发电，提升能源供应安全与可持续续发展，达到节能25%、减碳35%以上的能源效益。
